En esta entrada del blog, veremos cómo los nanosatélites pequeños pero potentes han cambiado la observación espacial y lo revolucionarios que han sido en términos de costo y tecnología.
Los humanos siempre han observado su entorno. A partir de estas observaciones, hemos adquirido nuevos conocimientos que hemos utilizado para desarrollar la civilización y mejorar nuestra calidad de vida. El alcance de la observación humana se extiende más allá de la Tierra en la que vivimos, al universo que la rodea, incluyendo los movimientos de las estrellas, el Sol y la Luna. Estas observaciones han profundizado nuestra comprensión de los fenómenos naturales y han dado lugar a avances innovadores en diversos campos como la agricultura, la navegación y la arquitectura. Sin embargo, comparado con la Tierra, el universo es tan vasto que observarlo es mucho más difícil que observar el entorno superficial terrestre. Por esta razón, se necesitan buenas herramientas de observación para observar el espacio. En el pasado, Galileo observó el espacio con un telescopio que construyó, pero hoy en día, observamos el espacio con satélites artificiales, que son herramientas mucho más valiosas que los telescopios.
Sin embargo, debido a la inmensidad del espacio, muchos podrían pensar que los satélites artificiales utilizados para observar el espacio deben ser grandes. Mis compañeros y yo, que estudiamos ingeniería mecánica y aeroespacial, también teníamos esta idea hasta que tomamos un curso introductorio de ingeniería aeroespacial. Sin embargo, existen pequeños satélites artificiales llamados "nanosatélites", que parecen diminutos e incongruentes con la inmensidad del espacio. ¿Qué son estos nanosatélites y cómo observan el espacio?
Un satélite es un cuerpo celeste que gira alrededor de un planeta gracias a la fuerza de la gravedad, y un satélite artificial es un satélite lanzado artificialmente por el ser humano. Estos satélites artificiales se clasifican generalmente según su tamaño, y sus funciones también varían. Según su tamaño, se clasifican en satélites grandes (1,000 kg o más), satélites medianos (500 a 1,000 kg), satélites pequeños (100 a 500 kg) y nanosatélites, que se explicarán en este artículo. Los satélites grandes se utilizan principalmente para comunicaciones, meteorología y fines militares, mientras que los satélites medianos se utilizan como satélites de observación terrestre para la verificación tecnológica. Los satélites pequeños orbitan principalmente en órbita baja y también se utilizan para la exploración lunar y planetaria.
¿Qué son los nanosatélites? Aunque no existen estándares claros para ellos, generalmente se definen como satélites que pesan menos de 10 kg. Debido a su pequeño tamaño, los nanosatélites ofrecen numerosas ventajas y funciones que aprovechan estas ventajas. La mayor ventaja es su bajo costo. Lanzar un satélite típico cuesta entre 100 y 300 millones de dólares. Considerando que el presupuesto de Corea del Sur para la industria espacial en 2023 es de aproximadamente 450 millones de dólares, lanzar un satélite conlleva una enorme carga económica. Sin embargo, en el caso de los nanosatélites, el costo de lanzamiento es de tan solo entre 1 y 3 millones de dólares. En otras palabras, se pueden lanzar muchos más nanosatélites por el precio de un satélite convencional.
En ciencia, al observar hechos o encontrar evidencia que respalde una afirmación, cuantos más datos haya, más fiables serán. Por lo tanto, la posibilidad de lanzar nanosatélites varias veces a bajo coste tiene la ventaja de aumentar la fiabilidad de las observaciones. Por ejemplo, la misión principal de los nanosatélites es investigar la termosfera, que es la capa superior de la atmósfera, concretamente la termosfera inferior, a una altitud de entre 90 y 300 km. Al observar la atmósfera, los satélites artificiales generan calor debido a la fricción con el aire, independientemente de su tamaño, lo que provoca su combustión al cabo de cierto tiempo. Por lo tanto, al utilizar nanosatélites económicos en lugar de los costosos satélites convencionales, es posible obtener una mayor cantidad de datos de forma más económica.
Además, debido a su bajo costo, existe un menor riesgo de falla en comparación con los satélites convencionales, lo cual es ventajoso para el desarrollo y la verificación de tecnología. Por ejemplo, supongamos que ha desarrollado una tecnología que puede aplicarse a otros satélites. Debido a la gravedad en la Tierra, es imposible determinar si esta tecnología puede usarse en un entorno sin gravedad. En este caso, puede usar un nanosatélite económico para instalar la tecnología a bordo y lanzarlo al espacio para verificar su efectividad. Además, los nanosatélites son pequeños y ligeros, por lo que su estructura no es complicada y son fáciles de ensamblar. Actualmente, las partes de los nanosatélites ya se venden en forma de kit, lo que los hace fácilmente accesibles tanto para expertos como para no expertos. Aprovechando estas ventajas, cuando es difícil obtener datos de satélites convencionales, es posible obtenerlos utilizando nanosatélites.
Uno de los nanosatélites más representativos es el CubeSat. Este satélite tiene una longitud, anchura y altura de aproximadamente 10 cm. Actualmente, muchos países, como Estados Unidos, Alemania y Japón, utilizan ampliamente el CubeSat y se centran en su desarrollo debido a su pequeño tamaño y bajo coste, lo que permite su uso en diversos experimentos espaciales. Un ejemplo es el programa CubeSat de observación del clima espacial, impulsado por la Fuerza Aérea de Estados Unidos. Este programa, liderado por Estados Unidos, consiste en observar el clima espacial utilizando dos CubeSat, dado que la meteorología espacial (la parte superior de la atmósfera) ha cobrado cada vez mayor importancia debido a la gran cantidad de naves espaciales que viajan por el espacio y satélites artificiales que orbitan la Tierra en la actualidad. Además de la Fuerza Aérea de Estados Unidos, los CubeSat también se utilizan activamente en la investigación en diversas universidades, como Arizona, Stanford y el MIT. El programa CubeSat XI-IV de la Universidad de Tokio (Japón) es un programa exitoso en el que el CubeSat, lanzado en 2003, sigue activo y funcionando correctamente. Actualmente, la Universidad Aeroespacial de Corea y la Universidad Kyung Hee están realizando investigaciones sobre CubeSats, o nanosatélites.
En la actualidad, la industria aeroespacial cobra cada vez mayor importancia a nivel mundial, y la mayoría de los países desarrollados invierten fuertemente en ella. En esta era donde el espacio es tan importante, los nanosatélites, económicos y prácticos para la observación espacial, serán aún más populares en el futuro. El propósito de este artículo es transmitir al público general la importancia de los nanosatélites en la era espacial moderna y ofrecer una explicación básica de su significado.
